【正文】 100%，若只考慮外加醇的 %過量，則有 OH%超量 =（ r1） 100%（ r 為不考慮植物油分解產(chǎn)生 的甘油和脂肪酸，體系中醇的當(dāng)量數(shù)與酸的當(dāng)量數(shù)之比）。 醇酸樹脂反應(yīng) 的平均官能度 Fav=反應(yīng)中總的官能團(tuán)數(shù)／反應(yīng)物的總分子數(shù)=(A+B)／ C。因此 ， 自 1927 年工業(yè)化生產(chǎn)以來 ， 醇酸樹脂漆已成為一類重要的涂料品種。2% 醇酸樹脂是一類重要的涂料用樹脂，它是以多元醇、多元酸及植物油 (或高級不飽和脂肪酸 )為原料合成的一種油改性聚 酯 。 溶劑法一般采用二甲苯與水共沸法蒸出反應(yīng)生成的水，水和二甲苯蒸汽經(jīng)冷凝后進(jìn)入分離器，將水排出體系外，如果二甲苯和水分離不好，二甲苯夾帶少量的水回到反應(yīng)釜，將使酯化時間延長，樹脂的透明度差。 （ 1）加熱方式：本工藝的加熱主要是針對反應(yīng)釜的加熱升溫，溫度需達(dá)到 200攝氏度以上，查閱相關(guān)資料后，決定采用熱導(dǎo)油循環(huán)加熱。 2．乙醇容忍度法 乙醇容忍度法用于長油度甘油醇酸樹脂和季戊四醇醇酸樹脂產(chǎn)品中控制其醇解物的終點(diǎn)。除此之外，甘油松香酯，改性酚醛樹脂，達(dá)馬樹脂，天然瀝青和是由瀝青都可以溶于 200號油漆溶劑油，所以它在涂料工業(yè)中國用途很大?？扇芙馍停? 精制油， 也可溶解低粘度的聚合油。也是瀝青和石油瀝青的溶劑，在硝基纖維素涂料中可用做稀釋劑。 考慮以上因素及原料成本，本設(shè)計將采用甘油作為多元醇。季戊四醇含有鹽類等雜質(zhì)，會影響到樹脂質(zhì)量。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 在相同條件下，多元醇的醇解速度規(guī)律是：三羥甲基丙烷 甘油 季 戊四醇。 選用的植物油，必須經(jīng)過精制以除去油中的游離脂肪酸、色素、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。 CO2 氣體從醇酸樹脂生產(chǎn)反應(yīng)一開始就應(yīng)接通，直到反應(yīng)終結(jié)關(guān)閉，它在反應(yīng)中起封閉物料，防止氧化，促進(jìn)攪拌的作用。因此用 KOH標(biāo)液測酸值來測定醇酸樹脂的反應(yīng)程度。乙醇易溶于水，與甲苯混合的溶劑，可溶解樹脂。 因此，選擇甲乙酮肟作醇酸樹脂的防結(jié)皮劑。 因此，選擇鈷干料和鋅干料為醇酸樹脂的催干劑。 鋅干料是干料中的助干料，長與鈷干料聯(lián)合使用。 鈷干料的主要作用能加快氧化聚合 性樹脂漆膜氧化干燥的有機(jī)酸金屬皂。缺點(diǎn)是： （ 1）可與苯酐形成不溶鹽，使得樹脂發(fā)渾； （ 2）采用兩步法生產(chǎn)，如果反應(yīng)釜長期不清洗，氧化鉛經(jīng)高溫氧化可還原成鉛沉在反應(yīng)釜底，始終影響熟知的顏色，同時由于數(shù)量的損耗，醇解效果也受影響； （ 3）油中的某些雜質(zhì)可能使其中毒，失去催化劑的作用。 醇酸樹脂的合成在縮聚工藝上可分為熔融法和溶劑法。這種改性醇酸樹脂可以用于水稀釋型橋梁 防腐涂料。 A．交聯(lián)固化成膜過程中引入環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基和醇酸中羧基和羥基反應(yīng) 這一改性主要指改性氣干性醇酸樹脂，干性植物油和多元醇進(jìn)行醇解后，降溫加入醇酸樹脂，與醇解物進(jìn)行反應(yīng)，然后加苯酐酯化。 第二步：借助醇解物（或脂肪酸酯化物）中過量的羥基和二異氰酸酯相互作用制取氨酯油和聚氨酯醇酸，進(jìn)行生成氨基甲酸酯的反應(yīng)。聚氨酯改性醇酸可用于木材底漆、清漆和各種低材的磁漆。 （一） 物理改性 將改性劑在合適溫度下用機(jī)械方法混溶在醇酸樹脂中，在混溶和成膜過程中與醇酸樹脂并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種改性成為物理改性。由醇酸樹酯調(diào)配的醇酸漆到目前為止仍然是涂料市場上最重要的涂料品種之一，其產(chǎn)量約占涂料工業(yè)總量的20%~25%[17]。國內(nèi)外多用溶劑法取代，溶劑法減少了苯酐的損失，能按設(shè)計的配方制的預(yù)定性能的醇酸樹脂，樹脂分子量分布比熔融法均勻，顏色淺。用通惰性氣體與出口排氣法排除酯化反應(yīng)生成的水成為熔融法，用二甲苯與反應(yīng)水形成共沸物蒸出以除去反應(yīng)水的方法成為溶劑法。 所用原料是從植物油中制的脂肪酸或合成的脂肪酸，制造醇酸樹脂時，可將脂肪酸、多元醇、多元酸一起投入反應(yīng)釜中加熱酯化，可獲得均相的醇酸樹脂。所用甲醇或乙醇的毫升數(shù)為容忍度。測試樣醇溶解度法是根據(jù)油（蓖麻油除外）原來是不溶于甲醇或乙醇的，又是非極性的，醇是極性的。當(dāng)醇解達(dá)到終點(diǎn)時，加入多元酸（酐），并在 210~260℃ 下進(jìn)行聚酯化反應(yīng)，得到醇酸樹脂 。甘油一酸酯含量高，不僅醇酸樹脂透明度好，而且分子量分布窄，涂膜耐水性好，硬度提高。反應(yīng)達(dá)到平衡后，體系有甘油一酸酯、油和甘油等組分。如果將油（蓖麻油除外）、甘油、苯二甲酸酐直接混合在一起，加熱酯化，不能成為均勻?qū)?，總是分為兩層，上層是油，下層是甘油和苯二甲?酐 形成的聚酯，反映到一定程度即行膠化，而上層依然是油，所以必須采用有效地步驟，以改變這種狀態(tài)，將有先有甘油醇化，生成甘油的不完全脂肪酸酯，再與苯二甲酸酐酯化，這樣在酯化時就能形成均相系統(tǒng)，可以制成醇酸樹脂，此法稱為醇解法 [12]。酸樹脂的品種見表 15 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 6 表 15 醇酸樹脂的品種 品種 油的含量 苯酐含量 短油度醇酸樹脂 35～ 45 ＞ 70 中油度醇酸樹脂 46～ 55 30～ 35 長油度醇酸樹脂 56～ 70 20～ 30 極長油度醇酸酯 ＞ 70 ＜ 20 醇酸樹脂的制備方法按所用原料的不同可分為四種，即醇解法、酸解法、脂肪酸法以及脂肪酸 油法。直接涂刷成薄層，在室溫與氧作用下轉(zhuǎn)化成連續(xù)的固體薄膜，可制成自干型與烘干型的清漆及磁漆。 醇酸樹脂的分類 醇酸樹脂按加入油的種類不同分類： （ 1）干性油醇酸樹脂 由高不飽和脂肪酸或油脂制備的醇酸樹脂 ， 可以自干或低溫烘干 ， 溶劑用200 號溶劑油。醇解催化劑可以加快醇解速度，且使合成的樹脂清澈透明，其用量一般占油量的 %。 14 常見多元酸的物性 單體名稱 狀態(tài) 分子量 熔點(diǎn)（ ℃ ） 酸值（ mgKOH/g） 碘值 苯酐（ PA） 固 131（ 284） 785 間苯二甲酸（ IPA） 固 330 676 順丁烯二酸酐 固 145 苯甲酸 固 122 （ ） 460 豆油酸 液 285 122（ 249） 195～ 202 135 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 5 常用溶劑有 200 號溶劑油、甲苯、二甲苯、重芳烴、醋酸丁酯等。常見多元醇的基本物性見表 13 表 13 醇酸樹脂合成常用多元醇的物性 單體名稱 結(jié)構(gòu)式 分子量 熔點(diǎn)（沸點(diǎn)）（ ℃ ） 密度（ g/cm3） 丙三醇（甘油） CH2OHCHOHCH2OH 18(290) 三羥甲基丙烷 H3CH2CC(CH2OH)3 56～ 59(295) 季戊四醇 C(CH2)2OH 189(260) 乙二醇 HO(CH2)2OH () 二乙二醇 HO(CH2)2O(CH2)2OH () 丙二醇 CH3CH(OH)CH2OH 60() 有機(jī)酸可以分為兩類 ： 一元酸和多元酸。部分植物油主要物性見表 12 表 12 部分植物油主要物性 油度 酸值（ mgKOH/g） 碘值 皂化值 密度(20℃ )(g/cm3) 色澤（鐵鈷比色法） 桐油 6～ 9 160～ 173 190～ 195 ～ 9～ 12 亞麻油 1～ 4 175～ 197 184～ 195 ～ 9～ 12 豆油 1～ 4 120～ 143 185～ 195 ～ 9～ 12 妥爾油 1～ 4 130 190～ 195 ～ 16 脫水蓖麻油 1～ 5 125～ 145 188～ 195 ～ 6 蓖麻油 2～ 4 81～ 91 173～ 188 ～ 9～ 12 椰子油 1～ 4 ～ 253～ 268 ～ 4 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 4 醇是帶有羥基官能團(tuán)的有機(jī)化合物。它也成為 “單漂 ”。植物油使用時需精制，如不精制 去 除雜質(zhì)，會直接影響制漆的質(zhì)量，并給生產(chǎn)工藝帶來困難。但是，像其他所有漆一樣，醇酸樹脂也有其缺點(diǎn)，如在漆膜硬度、耐水與耐堿、干燥性、打磨行等方面均有不足，這些缺點(diǎn)客觀上制約了醇酸山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 3 樹脂的發(fā)展。制成硝基漆、聚氨酯漆、氨基漆、丙烯酸漆、有機(jī)硅漆、過氧乙烯漆等涂料品種，豐富了涂料的品種。 醇酸樹脂的生產(chǎn)工藝經(jīng)過多年改進(jìn)完善，日漸成熟，與其它的生產(chǎn)具有對設(shè)備要求不高，所需原材料來源廣泛，市場前景廣闊的特點(diǎn)，更對生產(chǎn)廠家充滿了巨大的誘惑。特別是以催化氧化法生產(chǎn)苯二甲酸酐的出現(xiàn)，為醇酸樹脂提供了充足又易于生產(chǎn)的廉價原料，以此，醇酸樹脂走上快速發(fā)展的道路。它的涂膜戶外耐久性好，可達(dá)三年以上。 醇酸樹脂和由該樹脂制造的涂料，在我國涂料工業(yè)中占有重要的地位，始終為中高檔涂料的主要產(chǎn)品。 ? 醇酸樹脂用于涂料對涂料工業(yè)來說，是一個新的突破，是涂料發(fā)展史上重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn) ,使涂料突破了傳統(tǒng)的以干性油和天然樹脂合并熬制油漆，而真正成為化學(xué)工業(yè)的部門 涂料。 reaction kettle。 本設(shè)計是生產(chǎn) 5 萬噸醇酸樹脂涂料的車間設(shè)計，主要通過對醇酸樹脂進(jìn)行物料衡算，能量衡算，反應(yīng)釜、兌稀罐 、填料塔等工藝設(shè)備的設(shè)計及選型，從而 繪制出工藝流程圖、物料流程圖、生產(chǎn)車間的立面圖和平面圖。 年產(chǎn) 5萬噸酸樹脂涂料 車間工藝設(shè)計 作 者 姓 名 張 粉 霞 專 業(yè) 高分子 科學(xué)與工程 指導(dǎo)教師姓名 張 獻(xiàn) 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 副 教 授 目 錄 摘 要 ......................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................ I 第一章 緒論 ......................................................................................1 ........................................................................................................ 1 .................................................................................. 1 ...................................................................................... 1 ...................................................................................... 2 ............................................................................... 2 ..................................................................................... 3 ................................................................................................. 3 ................................................................................................. 3 ................................................................................................. 4 ..................................................................................................... 5 ................................................................................................. 5 ................................................................................................. 5 醇酸樹脂的分類